Question

【題目】如圖所示，用U形管和細(xì)管連接的玻璃燒瓶A和橡膠氣囊B內(nèi)都充有理想氣體，A浸泡在溫度為27 ℃的水槽中，U形管右側(cè)水銀柱比左側(cè)高h=40cm�，F(xiàn)擠壓氣囊B，使其體積變?yōu)樵瓉淼?/span>，此時(shí)U形管兩側(cè)的水銀柱等高。已知擠壓過程中氣囊B溫度保持不變，U形管和細(xì)管的體積遠(yuǎn)小于A、B的容積，變化過程中燒瓶A中氣體體積可認(rèn)為不變。(大氣壓強(qiáng)相當(dāng)于75cm高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，即100kPa)。

（1）求燒瓶A中氣體壓強(qiáng)；

（2）將橡膠氣囊B恢復(fù)原狀，再將水槽緩慢加熱至47℃，求U形管兩側(cè)水銀柱的高度差。

Answer 1

【答案】（1）160 kPa；（2）48cm

【解析】

（1）由題意知：A中氣體壓強(qiáng)pA不變，且與B中氣體末態(tài)壓強(qiáng)pB'相等，即

pA=pB'

初態(tài)壓強(qiáng)滿足

pB=pA－ph

對(duì)B中氣體由玻意耳定律可知

pBVB=pB'VB

代入數(shù)據(jù)解得燒瓶A中氣體的壓強(qiáng)

pA=160 kPa

（2）A中的氣體發(fā)生等容變化，由查理定律得

代入數(shù)據(jù)解得

pA'=kPa

橡膠氣囊B恢復(fù)原狀，其壓強(qiáng)為

pB=pA－ph=kPa

U形管兩側(cè)水銀柱的高度差為pΔh，則

pA'=pΔh＋pB

解得

pΔh=64kPa

則

Δh=×75 cm=48cm